(6)电池放电深度对实际可供容量和寿命的影响
　　
　　电池被“深度放电”是造成电池使用寿命被缩短的另一个重要原因。这种情况极易发生在电池的自动关机保护电路是采用具有固定的阈值设计方案的系统中,为说明这个问题,可参看图8.1中的1C、0.6C、0.4C、0.2C、0.05C等5种不同放电率下的放电曲线。放电率高时(例如1C),允许的临界放电电压低(7.8V),放电率低时(例如0.05C),允许的临界放电电压高(10.5V),如果电池电压过低,自动关机阈值电压为10.0V,则对于1C和0.6C而言,当放电电压降到10.0V时,就会被强迫关机,电池能量并没有降到临界放电电压值,属于电池正常放电,对电池使用寿命不会造成不良影响。而对于0.2C、0.1C、0.05C等3条曲线而言,当放电电
　　
　　压降到10.0V时,都超过了电池容许的临界放电电压值,而且放电率越小,超过部分越大,使电池进入“深度放电”,这必然会造成电池过早失效报废。
　　
　　8.1.2备用蓄电池组在数据中心的使用特点
　　
　　在数据中心供电系统中,蓄电池是UPS设备的一部分,它的使用有以下五个特点:
　　
　　(1)电池组电压高,单体电池以12V电池为主
　　
　　纵观当前数据中心使用的UPS设备,特别是中大功率UPS,直流母线电压都很高,例如384V。在总备用容量(VA)不变的情况下,电池组电压高,单体电池容量就小,所以宜采用12V电池。12V单体电池是2V单体电池的集成,可将外接连线和接线端子减少为1/6,便于安装维护,并可明显地提高整个电池组的可靠性;
　　
　　(2)备用时间短(5～10min)
　　
　　由于连续运行(包括制冷系统)的苛刻要求,数据中心的交流输入都配置了柴油发电机,所以UPS备用电池只是用于在主供电电网故障后备用油机起动和切换时间内支持UPS继续向关键IT负载供电。柴油发电机的起动时间可控制在10～15s时间内,主供电电网向油机的切换时间仅为几百毫秒,所以电池实际运行的时间很短，但考虑到大电流放电的电池容量利用率低(40%～50%)和必要的设计余量，设计时选用5～10min的备用电池也就足够了;
　　
　　(3)高放电率
　　
　　在数据中心采用蓄电池备用时间短的设计原则,那么电池放电率必然很高。举例说明:
　　
　　UPS:100kVA;负载功率因数:0.9;满载输出有功功率:90kW;
　　
　　电池:输出有功功率:90kW/0.9(效率)=100kW;电池组设计电压:384V(12V/32节)
　　
　　大电流放电终止电压:384V×0.65=249V;最大输出电流:100kW/249V=401A;后备时间:15min;电池容量的理论值=401A×0.25h=100Ah
　　
　　最终:电池放电率=401A/100Ah=4(1/h),即:4C;
　　
　　(4)恒功率放电

　　
　　电池是通过UPS的DC/AC逆变器向负载放电的,如图8.2所示。由于UPS向负载供电功率是恒定的,所以电池也必然是恒功率放电的;
　　
　　(5)物理环境比较好
　　
　　在数据中心中,电池通常是与UPS等供电设备放在同一房间的,所以环境温度、湿度、通风条件和洁净度等物理环境都比较好。
　　
　　8.1.3数据中心备用蓄电池的选用方法
　　
　　一般选用电池有两种方法，根椐最大放电电流确定蓄电池容量和利用恒功率放电或恒电流放电来确定蓄电池容量，由于电池在UPS系统中的恒功率放电特点，所以宜采用恒功率法确定电池容量。
　　
　　通常电池厂家都提供自己厂家生产的不同型号的电池在不同放电时间内电压降到临界值时的放电功率数值,所以恒功率法也称查表法。

　　
　　用查表法确定电池容量时,特别要注意电池放电终止电压,从图8.1可看出,高放电率时,允许电池放电终止电压低,而低放电率时允许的电池放电终止电压高。为此厂家针对不同的放电率和所允许的电池放电终止电压给出了不同的恒功率放电功率表。

　　
　　表8.5是YUASA电池放电终止电压为1.67V的放电功率表的部分数据。根据实际放电时间,在单体电池放电终止电压不低于1.67V的情况下,表中各型号电池相对应的功率瓦特数,就是该电池最大的放电容量,也可以理解为只要实际放电容量不超过表中相应的数据,则该电池的使用就在安全的范围内。
　　
　　(未完待续)

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